本发明提供了一种小型稀释制冷机，包括预冷模块、稀释模块以及热连接部件，所述热连接部件的一端与所述预冷模块连接，另一端与所述稀释模块连接；所述预冷模块包括绝热去磁制冷机；所述稀释模块包括冷凝泵、换热器、混合室以及蒸馏器，所述冷凝泵通过所述热连接部件与所述绝热去磁制冷机连接，并通过管路连接于所述蒸馏器；所述换热器包括第一管路通道和第二管路通道，所述冷凝泵通过所述第一管路通道连接于所述混合室，所述蒸馏器通过所述第二管路通道连接于所述混合室，本发明利用所述绝热去磁制冷机预冷，能够实现低温下³He在所述小型稀释制冷机的内部循环，而且无需设置外界气体处理系统和加热吸附装置，整体结构简单，制冷温度稳定。